虚拟实验室在生理学实验教学及考核中的应用研究
中图分类号：R642.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（a）-0094-02
1 虚拟实验室概述
虚拟实验室是一种通过计算机网络设备对实验场景进行模拟和仿真，让学生进行观摩和操作的教学方法。通过让学生观看视频、音频和图片等实验操作步骤，能够使学生直观、形象地了解到实验原理、实验目的、实验操作过程等，从而可增强生理学实验教学的直观性和有效性。另外，通过计算机仿真技术对实验场景进行模拟，能够让学生仿佛亲身感受到由于各种因素所造成的动物生理反应，从而能够加深学生对实验的真实体验，对学生具体实验操作具有较大帮助。
2 虚拟实验室在生理学实验教学中的开展策略
2.1 预习实验
在生理学传统实验教学中，通常存在一个教师带教大批量学生的现象，使得在进行示教时，坐得较边缘的学生无法看清示教具体操作，加之示教内容无法重现，从而使得边缘学生无法掌握到示教内容；而坐在较近的学生，虽然可清楚看到示教操作，并且都将步骤记录了下来，但在具体实验操作过程中却需要反复翻看实验讲义或需要教师多次讲解。由此可见，让学生进行实验预习，是提升实验教学效率的关键。通过让学生对实验步骤、实验内容和原理、注意事项等进行预先学习，能够让学生对所要开展的实验教学内容有所了解，从而能够有效提升学生实验成功率。传统实验预习方法主要为要求学生写预习报告，但该方法直观性较低，并且容易流于形式。而让学生通过虚拟实验室进行实验预习，可提升学生实验预习效果。虚拟实验室趣味性和直观性均较强，其通过形象的三维虚拟画面，可使学生仿佛置身其中，并且其还具有较强的交互性和智能性，可对学生实验情况做出及时有效的反馈，如学生操作有误，则会出现声音或文字的提示，并拒绝下一步操作，让学生进行改正后，才可进入下一步操作，从而可对学生的实验操作情况进行严格规范。因此，让学生利用虚拟实验室对实验进行预习，可使学生掌握整个实验步骤的正确操作方法，并对实验中生理指标变化情况有所了解，以减少学生实验操作的盲目性和错误率，使学生实验成功率得到有效提升。
2.2 复习实验
在实验具体操作结束后，通过虚拟实验室可让学生随时随地进行实验复习。学生在实验操作过程中可能存在未解决的问题，而让学生将实验操作情况与虚拟实验室结果进行对比，可使学生在其中发现问题的答案，并加深学生对实验操作过程与实验原理、内容的映像，增强学生对实验内容的掌握，激发学生对实验知识的探究欲望和学习兴趣，从而不断提升学生实验的有效性和成功率。
2.3 拓展实验项目
在传统的生理学实验教程中，一个专业班级学生一学期最多可设置5次实验课程，并且设置的实验内容因各种因素限制而极为有限。而通过虚拟实验室教学，可打破传统实验教学中仪器设备、空间、时间的限制，扩充了实验空间和内容，如部分因种种因素而无法进行的实验项目，均可利用虚拟实验室顺利开展。学生只要进行身份验证和登录，即可进行各种实验操作，从而可无限增加学生的实验课程，使学生随时随地都可进行实验操作，加强学生对实验操作和理论知识的掌握，提升学生的主观能动性和自主学习能力。尤其在实验课时较少时，并且在不开设继续教育远程教育以及生理学实验时，通过虚拟实验室进行实验教学，可极大提升实验教学的效率和有效性。
2.4 强化动物实验基础训练
在生理学实验教学中，实验课程大部分为活体动物实验，这对于首次接触活体动物实验的医学院学生而言较难以适应，甚至部分学生对基本实验器具都掌握不全，更加不会操作。另外，由于实验课程课时较少，教师没有更多时间在实验课堂教学中单独传授学生实验基本知识，加之生理学实验均学生实验技能有一定要求，从而使得实验基础较差的学生实验成功率得不到有效提升。而在实验课上没有实验成功，在课后又无法重现实验教学内容，则无疑会使学生对实验课程的学习积极性不断降低。但在通过虚拟实验室进行实验教学后，则可很好地解决这些问题。通过虚拟实验室让学生直观、形象地学习和了解活体动物实验、基本设备使用、基础操作方法等，从而可使学生动物活体实验相关知识和实验操作能力得到有效加强。
3 虚拟实验室在实验考核中的应用策略
首先通过分析传统实验考核方法的弊端，将虚拟实验室考核方法与其进行比较，从而得出虚拟实验室在实验考核方面的应用优势。在生理学实验考核中，传统的考核内容主要有实验操作水平、实验报告、书面测试、出勤率等考核项目。据有关研究报道，学生在进行实验报告撰写时，对于实验原理、目的、操作步骤等均直接照抄书本内容，实验分析与结果部分均互相抄袭，并且存在各种乱写、乱抄现象，使得在实验考核中，能够独立完成实验报告考核的学生少之又少，从而可见传统实验考核方法难以客观反映出学生在实验过程中的掌握程度和问题。另外，对实验操作技能进行考核，旨在有效反映出学生的真实操作水平，但在考核过程中，通常需要分组进行，若干个学生为一组，成绩则需要以组为单位，这便给实验能力较差的学生可乘之机，由于其能力较差则无需进行过多协作，便可使实验考核成绩得到同等提升，而对实验能力较好的学生则造成严重影响，其不仅需要承担大部分考核相关内容，成绩还需和其他人分享，从而无法反应出各个学生的真实水平。同时，由于实验操作过程中存在的各种偶然性，以及教师在评判过程中存在的主观性和随机性等，均会对实验考核结果的客观性和公正性造成一定影响。
而虚拟实验室考核方法配备了考试子系统和考试功能，支持实试题导入、对错判断等功能，可让学生通过Internet与数据库进行远程在线测试，并对学生测试情况进行判断和自动生成成绩。该系统能够以数据形式存储大量用户信息、试卷和题库，并且对系统扩展和管理维护等均极为便捷；另外，其客户端装置非常简易，并支持远程访问，使学生在考核时通过浏览器对服务器进行连接，便可进行相应的远程测试，而教师便可随时对学生的考核试卷进行批阅，同时还可使学生进入系统便可查到自己的测试成绩。在生理学实验教学中，对学生实验水平进行期末考核时，让学生通过虚拟实验室进行相关考试，可对学生实验原理、目的、操作技能、注意事项等理论知识进行全面考核，从而可客观得出学生的实验考核成绩。另外，该考核方法还具备仿真实验系统，其能够对学生实验步骤操作过程中的熟练程度和正确率进行辨别，对实验操作用时长短和出错频率进行评分，从而可突破时间、空间、人为等因素的限制，使考核范围不断扩大，还可避免传统实验考核方法中因偶然性、主观性、随机性等对考核成绩造成影响的弊端，弥补传统实验考核方法的不足，使学生实验真实水平得到有效反馈。
4 结语
总而言之，在生理学实验教学和考核中开展虚拟实验室教学和考核，能够有效提升实验教学的效率和考核结果的客观性。因此，教师应积极开展虚拟实验室教学，使学生得到客观评价和有效教学，从而提升学生实验操作技能和水平。
